CN101354035A - 涡旋式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涡旋式压缩机。将固定镜板(2b)的齿底与旋转卷体部(4a)的齿尖之间的推力方向的第一间隙(15)和旋转镜板(4b)的齿底与固定卷体部(2a)的齿尖之间的推力方向的第二间隙(16)形成为从外周侧向内周侧逐渐增大的形状，并且将第一间隙(15)形成为大于第二间隙(16)，因为相对于热应变，可以较低地确保各卷体部(2a)、(4a)的接触面压，同时相对于压力变形，可以均等地保持固定涡旋部件(2)的齿尖和旋转涡旋部件(4)的齿底的接触压力，所以可以在推力面上均等地承受施加在各涡旋部件(2)、(4)上的负荷。

Description

涡旋式压缩机

本分案申请是基于申请号为“200480020054.9”、申请日为2004年6月15日、发明名称为“涡旋式压缩机”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种涡旋式压缩机，该涡旋式压缩机使固定涡旋部件和旋转涡旋部件啮合，形成压缩室，通过旋转涡旋部件的旋转运动，压缩室一面改变容积，一面移动，据此，进行制冷剂的吸入、压缩以及排出。

背景技术

以往，作为冷冻空调用的密封型压缩机，有往复式、转子式、涡旋式，各种形式都是在家庭用、业务用的冷冻空调领域使用。现在，在成本、性能方面等进行了发挥各自的特征的开发。

其中，将压缩机构以及电动机构收纳在容器中的压缩机以实现了防音以及维护方便的所谓密封型压缩机为代表，涡旋式压缩机和转子压缩机成为主流。涡旋式压缩机一般是使从镜板上立起有涡卷状的卷体部的固定涡旋部件以及旋转涡旋部件啮合，在双方之间形成压缩室，在使旋转涡旋部件在通过自转限制机构进行自转限制的基础上沿圆轨道旋转时，压缩室一面改变容积一面移动，据此，进行吸入、压缩、排出，通过润滑用的机油，对旋转涡旋部件的外周部以及卷体部背面施加规定的背压，避免旋转涡旋部件离开固定涡旋部件而不翻倒。

上述以往的涡旋式压缩机如图17所示，将由固定卷体部2a(下称卷体部2a)和固定镜板2b(下称镜板2b)构成的固定涡旋部件2以及由旋转卷体部4a(下称卷体部4a)和旋转镜板4b(下称镜板4b)构成的旋转涡旋部件4啮合，在双方之间形成压缩室5，在使旋转涡旋部件4在通过自转限制机构22进行自转限制的基础上沿圆轨道旋转时，压缩室5一面改变容积一面移动，据此，进行制冷剂的吸入、压缩以及排出。

即，制冷剂由吸入管1吸入，经固定涡旋部件2的吸入空间3，被封入在固定涡旋部件2和旋转涡旋部件4之间所形成的压缩室5，朝向中心，一面减小容积一面被压缩，并通过排出口6被排出。

此时，因为形成于固定涡旋部件2和旋转涡旋部件4之间的压缩室5内由于进行压缩作用而产生压缩热，所以由于该热而使各涡旋部件2、4成为高温。这样，因为各压缩室5内的压力从最外周侧的压缩室5向中心侧的压缩室5压力逐渐升高，所以在各卷体部2a、4a上产生从最外周侧朝向中心侧的温度梯度。即，中心侧(最内周侧)的压缩室5比最外周侧的压缩室5温度高。由于该温度上升，各卷体部2a、4a热膨胀，特别是位于成为高温的中央侧的各卷体部2a、4a的内周端侧很大地热膨胀。因此，在各卷体部2a、4a热膨胀时，各卷体部2a、4a的齿尖和各镜板2b、4b的齿底的推力方向间隙比组装时的间隙尺寸小，各卷体部2a、4a的齿尖与各镜板2b、4b的齿底接触。再有，若接触面压升高，则相互产生粘连，有可能损伤各镜板2b、4b和各卷体部2a、4a。

因此，例如在专利文献1中记载的涡旋式压缩机中，其旋转涡旋部件或者固定涡旋部件的卷体部构成为，调整从镜板的齿底到齿尖的高度尺寸，在组装状态下，在各卷体部的齿尖和对方的齿底之间形成在最内周侧为最大的推力方向间隙。

另外，在专利文献2所记载的旋转式压缩机中，以测定的卷体部的齿尖面的温度分布的结果为基础，将旋转涡旋部件或者固定涡旋部件中的至少一方的卷体部的齿尖或是形成为使与对方的齿底之间的推力方向间隙在最内周侧为最大，或是形成为使该推力方向间隙在多个阶段变化。

另外，在专利文献3中记载的涡旋式压缩机中，也同样如图17所示，从吸入管1吸入的制冷剂气体经过由卷体部2a和镜板2b构成的固定涡旋部件2的吸入空间3，被封入可以与由卷体部4a和镜板4b构成的旋转涡旋部件4啮合的压缩室5中，朝向固定涡旋部件2的中心，一面使容积减小，一面被压缩，由排出口6被排出。

被旋转涡旋部件4和安装在轴承部件7的环状槽上的滑动隔环17包围而形成的背压室8，被设定为排出压力和吸入压力之间的中间压，通过背压调整机构9进行控制，使该中间压成为一定的压力。另外，滑动隔环17滑动在旋转涡旋部件4的内面4d。

背压调整机构9在从背压室8通过固定涡旋部件2的内部与吸入空间3连通的连通路10上设置阀11，若背压室8的压力比设定压力高，则阀11打开，将背压室8的机油向吸入空间3供给，使背压室8内维持在一定的中间压。另外，向吸入空间3供给的机油随着旋转运动一同向压缩室5移动，起到防止压缩室5之间泄漏的作用。在旋转涡旋部件4的背面施加上述的中间力，抑制在运转中产生翻倒。若翻倒，则固定涡旋部件2和旋转涡旋部件4分离，在该部分产生泄漏。

构成涡旋式压缩机的固定涡旋部件2和旋转涡旋部件4的材料，两者均使用以铸铁为主的铁类，或者固定涡旋部件2使用铁类，旋转涡旋部件4使用铝类。

(专利文献1)

特开昭58-67902号公报

(专利文献2)

特开平07-197891号公报

(专利文献3)

特开2001-280252号公报

但是，在上述那样的构成中，没有考虑到因压力造成的固定涡旋部件和旋转涡旋部件的变形，在高负荷运转的情况或作为制冷剂使用二氧化碳的情况下，固定涡旋部件的齿尖和旋转涡旋部件的齿底的接触压力不均等，存在产生粘连和异常磨损的可能，存在作为压缩机的压缩效率、耐久性降低的问题。

因此，本发明就是鉴于上述以往的课题，以提供一种涡旋式压缩机为目的，该涡旋式压缩机是简单且谋求低成本的结构，同时具有高效率以及高可靠性。

另外，在将二氧化碳作为制冷剂使用的情况下，压缩机的排出压力与将氟利昂作为制冷剂的以往的压缩机相比，高压侧的压力大约在7-10倍以上。因此，若付与仅仅旋转涡旋部件不会离开固定涡旋部件的背压，则旋转涡旋部件被强力地推压在固定涡旋部件上，产生滑动部的异常磨损或者烧结，因输入增加造成性能降低。

另外，在成为大容量多制冷剂的系统中，在液体制冷剂的返回剧烈的过渡运转时，由于清洗性高的二氧化碳的液体制冷剂，存在着在旋转涡旋部件的推力面上产生润滑油中断或者温度上升，以铝表面为起点、导致烧结的可能性。

另外，在使用热膨胀系数相同的金属、铁类材料，形成两涡旋部件的情况下，因为旋转涡旋部件的比重增大，所以运转时的离心力增大，其结果为，轴承部件负荷增高，滑动损失也增大。特别是在高速运转时，由于离心力非常大，所以在主轴与轴承部件上剧烈磨损。另外，为了提高卷体部的精度，需要对安装面和滑动面进行精密地机械加工，但是因为铁类材料的切削性低，所以其加工极其困难，难以提高生产性。

另外，各压缩室由于进行压缩作用而产生压缩热，因为该热，各涡旋部件成为高温。这样，各压缩室内的压力从最外周侧的压缩室向中心侧的压力室依次升高，在各卷体部从最外周侧向中心侧产生温度梯度。即，中心侧(最内周侧)的压缩室比最外周侧的压缩室温度高。因该温度上升，各卷体部热膨胀，特别是位于成为高温的中央侧的各卷体部的内周侧很大地热膨胀。因此，在各卷体部热膨胀时，各卷体部的齿尖面和各镜板的齿底的推力方向的间隙比组装时的间隙尺寸要小，各卷体部的齿尖面与各镜板的齿底接触。若接触面压进一步升高，则存在相互产生粘连，各镜板和各卷体部受到损伤的可能，存在作为压缩机的压缩效率、耐久性降低的问题。特别是在固定涡旋部件上使用铁类材料，在旋转涡旋部件上使用铝类材料，使用不同的热膨胀系数的金属而形成的情况下，该问题就会显著地显现出来。

另外，为了避免因推力方向间隙的存在而产生的性能降低，而在旋转涡旋部件以及固定涡旋部件的任意一方或两方上设置端封的情况下，存在因端封接触而产生滑动损失的增大和备件数增加以及由于加工工程的增加而使生产性降低的问题。

因此，本发明的其他目的是提供一种涡旋式压缩机，该涡旋式压缩机在将二氧化碳作为制冷剂而使用的情况下，具有高效率以及高可靠性。

再有，在专利文献2所述的涡旋式压缩机中，考虑到了在固定涡旋部件和旋转涡旋部件之间形成的各压缩室，是通过进行压缩作用而产生的压缩热使各卷体部热膨胀，而没有考虑因压缩机的排出压力和吸入压力的压力差所造成的固定涡旋部件和旋转涡旋部件的变形。特别是在旋转涡旋部件中的偏心轴承的壳体部，旋转涡旋部件的镜板的厚度小，由于排出压力和吸入压力的压差，向固定涡旋部件侧的变形变大，旋转涡旋的齿底和固定涡旋的齿尖由于不全面接触，而使接触面压增高，相互产生粘连，具有作为压缩机的压缩效率、耐久性降低的课题。

因此，本发明的其他目的是提供一种涡旋式压缩机，该涡旋式压缩机考虑到在旋转涡旋中的偏心轴承的壳体部的压力变形，实现了高可靠性以及从运转初期开始的高效率。

发明内容

基于本发明的第一实施方式的涡旋式压缩机，使涡卷状的固定卷体部与涡卷状的旋转卷体部啮合而形成压缩室，所述涡卷状的固定卷体部从固定涡旋部件的固定镜板立起，所述涡卷状的旋转卷体部从旋转涡旋部件的旋转镜板立起；使旋转涡旋部件在通过自转限制机构进行自转限制的基础上沿圆轨道旋转，一面连续改变压缩室的容积一面吸入、压缩、排出制冷剂，将固定镜板的齿底与旋转卷体部的齿尖之间的推力方向的第一间隙和旋转镜板的齿底与固定卷体部的齿尖之间的推力方向的第二间隙形成为从外周侧向内周侧逐渐增大的形状，将第一间隙形成为大于第二间隙。

根据本实施方式，因为第一间隙以及第二间隙从外周侧向内周侧逐渐增大，所以可以较低地确保因热膨胀变形而造成的各卷体部的接触面压，同时即使由于排出压力，固定涡旋部件向下变形为凸形状，也因为比第二间隙大的第一间隙吸收该压力变形的量，所以可以均等地保持固定涡旋部件的齿尖和旋转涡旋部件的齿底的接触压力。因此，不会产生粘连或异常磨损，可以提供确保了高可靠性的涡旋式压缩机。

本发明的第二实施方式是在基于第一实施方式的涡旋式压缩机中，改变旋转卷体部的高度形成第一间隙，改变旋转镜板的厚度形成第二间隙。

根据本实施方式，使第一间隙以及第二间隙成为从外周侧向内周侧逐渐增大的形状，并且使第一间隙比第二间隙大，就使简单·低成本成为可能。据此，消除了因热变形或压力变形而造成的粘连等，可以提供具有高可靠性的涡旋式压缩机。

本发明的第三实施方式是在基于第一实施方式的涡旋式压缩机中，改变旋转卷体部的高度形成第一间隙，改变固定卷体部的高度形成第二间隙。

根据本实施方式，使第一间隙以及第二间隙成为从外周侧向内周侧逐渐增大的形状，并且使第一间隙比第二间隙大，就使简单·低成本成为可能。据此，消除了因热变形或压力变形而造成的粘连等，可以提供具有高可靠性的涡旋式压缩机。

本发明的第四实施方式是在基于第一实施方式的涡旋式压缩机中，改变固定镜板的厚度形成第一间隙，改变旋转镜板的厚度形成第二间隙。

根据本实施方式，使第一间隙以及第二间隙成为从外周侧向内周侧逐渐增大的形状，并且使第一间隙比第二间隙大，就使简单·低成本成为可能。据此，消除了因热变形或压力变形而造成的粘连等，可以提供具有高可靠性的涡旋式压缩机。

本发明的第五实施方式是在基于第一实施方式的涡旋式压缩机中，改变固定镜板的厚度形成第一间隙，改变固定卷体部的高度形成第二间隙。

根据本实施方式，使第一间隙以及第二间隙成为从外周侧向内周侧逐渐增大的形状，并且使第一间隙比第二间隙大，就使简单·低成本成为可能。据此，消除了因热变形或压力变形而造成的粘连等，可以提供具有高可靠性的涡旋式压缩机。

本发明的第六实施方式是在基于第一至第五实施方式的涡旋式压缩机中，作为制冷剂使用二氧化碳，使旋转镜板的厚度小于旋转卷体部的高度的3.0倍。

根据本实施方式，相对于使用二氧化碳制冷剂的情况下的排出压和吸入压的压差，通过使镜板的厚度和卷体部的高度成为了恰当的关系的旋转涡旋部件柔软地变形，更均等地确保了固定涡旋部件的齿尖和旋转涡旋部件的齿底的接触压力，从而不会产生粘连或异常磨损，可以提供确保了高可靠性的涡旋式压缩机。

本发明的第七实施方式是在基于第一至第五实施方式的涡旋式压缩机中，作为制冷剂使用HFC类或者HCFC类制冷剂，使旋转镜板的厚度小于旋转卷体部的高度的1.0倍。

根据本实施方式，相对于使用HFC类或者HCFC类制冷剂的情况下的排出压和吸入压的压差，通过使镜板的厚度和卷体部的高度成为了恰当的关系的旋转涡旋部件柔软地变形，更均等地确保了固定涡旋部件的齿尖和旋转涡旋部件的齿底的接触压力，从而不会产生粘连或异常磨损，可以提供确保了高可靠性的涡旋式压缩机。

本发明的第八实施方式是在基于第一至第五实施方式的涡旋式压缩机中，作为制冷剂使用HC类制冷剂，使旋转镜板的厚度小于旋转卷体部的高度的0.6倍。

根据本实施方式，相对于使用HC类制冷剂的情况下的排出压和吸入压的压差，通过使镜板的厚度和卷体部的高度成为了恰当的关系的旋转涡旋部件柔软地变形，更均等地确保了固定涡旋部件的齿尖和旋转涡旋部件的齿底的接触压力，从而不会产生粘连或异常磨损，可以提供确保了高可靠性的涡旋式压缩机。

基于本发明的第九实施方式的涡旋式压缩机，使涡卷状的固定卷体部与涡卷状的旋转卷体部啮合而形成压缩室，所述涡卷状的固定卷体部从固定涡旋部件的固定镜板立起，所述涡卷状的旋转卷体部从旋转涡旋部件的旋转镜板立起；使旋转涡旋部件在通过自转限制机构进行自转限制的基础上沿圆轨道旋转，一面连续改变压缩室的容积一面吸入、压缩、排出制冷剂，作为制冷剂使用二氧化碳，用铁类金属材料形成固定涡旋部件，用铝类金属材料形成旋转涡旋部件，对旋转涡旋部件进行表面处理，为使固定镜板的齿底和旋转卷体部的齿尖之间的推力方向的第一间隙从外周侧向内周侧增加，使旋转卷体部的齿尖倾斜。

根据本实施方式，因为固定涡旋部件用铁类材料形成，旋转涡旋部件用铝类材料形成，对旋转涡旋部件施行表面处理，所以在作为制冷剂使用二氧化碳的高压差运转中，即使旋转镜板的齿底被强力地推压在固定卷体部的齿尖上，也可以通过具有硬化层的表面处理抑制异常磨损，不产生烧结地进行运转。另外，根据本实施方式，即使是在成为大容量多制冷剂的系统中的、液体制冷剂的返回剧烈的瞬态运转时，也可以不会产生因清洗性高的二氧化碳液体制冷剂造成的、在旋转涡旋部件的推力面上的润滑油切断或因发生温度上升造成的烧结而进行运转。另外，根据本实施方式，因为旋转涡旋部件是用铝类材料形成的，所以可以减小高速运转时的驱动部的离心力，并且可以耐久性优异，可以减少滑动损失。另外，根据本实施方式，为了使固定镜板的齿底和旋转卷体部的齿尖之间的推力方向的第一间隙从外周侧向内周侧增加，通过使旋转卷体部的齿尖倾斜，即使对于在压缩过程中在中心部产生的高温的压缩热，也可以防止在旋转涡旋部件的卷体部的中心部的齿尖的接触。

本发明的第十实施方式是在基于第九实施方式的涡旋式压缩机中，使内周侧的旋转卷体部的最小高度为大于等于外周侧的旋转卷体部的最大高度的99.6％，但不足100％。

根据本实施方式，可以一面减少从各卷体部的齿尖面的泄漏损失，一面防止各卷体部的齿尖面的粘连等，将从齿尖开始的泄漏抑制在最小限度，可以使提高压缩机的性能和确保可靠性并存。

基于本发明的第十一实施方式的涡旋式压缩机，使涡卷状的固定卷体部与涡卷状的旋转卷体部啮合而形成压缩室，所述涡卷状的固定卷体部从固定涡旋部件的固定镜板立起，所述涡卷状的旋转卷体部从旋转涡旋部件的旋转镜板立起；使旋转涡旋部件在通过自转限制机构进行自转限制的基础上沿圆轨道旋转，一面连续改变压缩室的容积一面吸入、压缩、排出制冷剂，作为制冷剂使用二氧化碳，用铁类金属材料形成固定涡旋部件，用铝类金属材料形成旋转涡旋部件，对旋转卷体部的齿尖以外进行表面处理。

根据本实施方式，即使对于在压缩过程中在中心部产生的高温的压缩热，也可以防止在旋转涡旋部件的卷体部的中心部的齿尖的接触。还有即使假设在卷体部的中心部的齿尖接触的情况下，也因为没有对齿尖进行表面处理，在运转中不会发生烧结地调整固定涡旋部件的齿尖和固定镜板的齿底之间的推力方向的间隙，所以不需要加工，就可以使压缩机的性能的提高和可靠性并存，所以可以谋求低成本化。

本发明的第十二实施方式是在基于第九至第十一实施方式的涡旋式压缩机中，为使旋转镜板的齿底和固定卷体部的齿尖之间的推力方向的第二间隙从外周侧向内周侧增加，而使旋转镜板的齿底倾斜。

根据本实施方式，在作为制冷剂使用二氧化碳的高压差运转下，固定涡旋部件通过压力应变或温度应变，防止固定涡旋部件的涡卷卷体的齿尖接触到旋转镜板的齿底，可以谋求高可靠性。

本发明的第十三实施方式是在基于第九至第十一实施方式的涡旋式压缩机中，作为表面处理，进行氧化铝膜处理、PVD处理以及镀镍磷处理中的任意一种。

根据本实施方式，即使是在二氧化碳制冷剂的高压差下，具有因滑动产生的具有硬化层的覆膜的磨损少、即使长时间使用仍然残存有表面处理覆膜，不会烧结，可以谋求高可靠性。

本发明的第十四实施方式是在基于第九至第十一实施方式的涡旋式压缩机中，对进行过表面处理的部分，进行研磨处理、抛光处理或者滚磨处理。

根据本实施方式，通过减小表面处理造成的粗糙度，可以谋求利用降低滑动损失带来的性能提高，特别是可以谋求从初期运转时开始的高效率化。

基于本发明的第十五实施方式的涡旋式压缩机，使从镜板上立起有涡卷状的卷体部的固定涡旋部件以及旋转涡旋部件啮合，在双方之间形成压缩室，在使旋转涡旋部件在通过自转限制机构进行自转限制的基础上沿圆轨道旋转时，压缩室一面改变容积一面移动，据此，进行吸入、压缩、排出，为使旋转涡旋部件的齿底和固定涡旋部件的齿尖之间的推力方向的第二间隙从外周侧向内周侧增加，而设置倾斜，并且，为了使该第二间隙在至少相当于旋转涡旋部件的偏心轴承的壳体部的范围均等且为最大，而形成旋转涡旋的齿底以及固定涡旋的齿尖。

根据本实施方式，即使是在旋转涡旋的镜板的厚度小的偏心轴承的壳体部，产生排出压力和吸入压力的压差造成的压力变形的情况下，也因为旋转涡旋的齿底和固定涡旋的齿尖不是不全面接触，而是均匀地接触，所以可以实现高可靠性以及从初期运转时开始的高效率。

本发明的第十六实施方式是在基于第十五实施方式的涡旋式压缩机中，为了使第二间隙从外周侧向内周侧增加，旋转涡旋的齿底相对于固定涡旋形成从外周侧向内周侧的成为凹陷的倾斜面，并且，在至少相当于旋转涡旋部件的偏心轴承的壳体部的旋转涡旋的齿底，设置成为最大凹部的平坦部。

根据本实施方式，即使是在旋转涡旋的镜板的厚度小的偏心轴承的壳体部，产生排出压力和吸入压力的压差造成的压力变形的情况下，也因为具有考虑到了旋转涡旋的齿底压力变形的形状，所以旋转涡旋的齿底和固定涡旋的齿尖不是不全面接触，而是均匀地接触，就可以实现高可靠性以及从初期运转时开始的高效率。

本发明的第十七实施方式是在基于第十五实施方式的涡旋式压缩机中，在固定涡旋部件的齿尖，以卷体高度从外周侧向内周侧减小的方式设置倾斜面，并且，设置固定涡旋的卷体部的高度为最小高度尺寸的平坦部，该固定涡旋的卷体部与至少相当于旋转涡旋部件的偏心轴承的壳体部的旋转涡旋的齿底相对。

根据本实施方式，即使是在旋转涡旋的镜板的厚度小的偏心轴承的壳体部，产生排出压力和吸入压力的压差造成的压力变形的情况下，也因为具有考虑到了固定涡旋的齿尖压力变形的形状，所以旋转涡旋的齿底和固定涡旋的齿尖不是不全面接触，而是均匀地接触，就可以实现高可靠性以及从初期运转时开始的高效率。

本发明的第十八实施方式是在基于第十五至第十七实施方式的涡旋式压缩机中，为使旋转涡旋部件的齿尖和固定涡旋部件的齿底之间的推力方向的第一间隙从外周侧向内周侧增加，在旋转涡旋部件的齿尖上设置倾斜。

根据本实施方式，因为在压缩过程中由于在中心部产生压缩热而成为高温，所以可以防止中心部的齿尖由于热膨胀而增高并接触的情况。

本发明的第十九实施方式是在基于第十五至第十七实施方式的涡旋式压缩机中，为使旋转涡旋部件的齿尖和固定涡旋部件的齿底之间的推力方向的第一间隙从外周侧向内周侧增加，在固定涡旋部件的齿底上设置倾斜。

根据本实施方式，因为在压缩过程中由于在中心部产生压缩热而成为高温，所以可以防止中心部的齿尖由于热膨胀而增高并接触的情况。

本发明的第二十实施方式是在基于第十五至第十八实施方式的涡旋式压缩机中，对旋转涡旋部件，作为表面处理，进行氧化铝膜处理、PVD处理以及镀镍磷处理中的任意一种。

根据本实施方式，可以通过具有硬化层的表面处理抑制异常磨损，不会烧结地进行运转。另外，即使是在成为大容量多制冷剂的系统中的液体制冷剂的返回剧烈的瞬态运转时，即使由于液体制冷剂在旋转涡旋的推力面上产生润滑油切断或温度上升，也不会烧结，可以确保高可靠性。

本发明的第二十一实施方式是在基于第十五至第十九实施方式的涡旋式压缩机中，制冷剂是高压制冷剂，例如二氧化碳。

根据本实施方式，制冷剂是二氧化碳，即使旋转涡旋的齿底压力变形，也可以有效地防止粘连和异常磨损。

附图说明

图1是表示基于本发明的第一实施例的涡旋式压缩机的纵剖视图。

图2是图1所示的涡旋式压缩机的压缩机构部的放大剖视图。

图3是图1所示的涡旋式压缩机的压缩机构部的概略剖视图。

图4是表示基于本发明的第三实施例的涡旋式压缩机的纵剖视图。

图5是图4所示的涡旋式压缩机的压缩机构部的主要部分剖视图。

图6是图4所示的涡旋式压缩机的旋转涡旋部件的俯视图。

图7是图4所示的涡旋式压缩机的旋转涡旋部件的侧视剖视图。

图8是表示在图4所示的涡旋式压缩机中的旋转涡旋部件的旋转卷体部的高度比例的图表。

图9是表示基于本发明的第四实施例的涡旋式压缩机的主要部分剖视图。

图10是表示基于本发明的第五实施例的涡旋式压缩机的主要部分剖视图。

图11是表示基于本发明的第六实施例的涡旋式压缩机的主要部分剖视图。

图12是图11所示的涡旋式压缩机的旋转涡旋部件的俯视图。

图13是表示在图11所示的涡旋式压缩机中的高负荷运转后的旋转涡旋部件的齿底形状的图表。

图14是表示基于本发明的第七实施例的涡旋式压缩机的主要部分剖视图。

图15是表示基于本发明的第八实施例的涡旋式压缩机的主要部分剖视图。

图16是表示基于本发明的第九实施例的涡旋式压缩机的主要部分剖视图。

图17是表示以往的涡旋式压缩机的纵剖视图。

具体实施方式

下面，参照附图，对基于本发明的一个实施例的涡旋式压缩机进行说明。

(实施例1)

图1是表示基于本发明的第一实施例的涡旋式压缩机的纵剖视图。另外，在该图中所示的第一实施例的涡旋式压缩机中，对于与图17所示的以往的涡旋式压缩机功能相同的构成，标注相同的符号。

本实施例的涡旋式压缩机在密封容器20内具有压缩机构部和电动机构部。压缩机构部配置在密封容器20内的上方，电动机构部配置在压缩机构部的下方。在密封容器20的上部设置吸入管1和排出管21。在密封容器20内的下部具有存留润滑油的储油容器29。

压缩机构部由固定涡旋部件2和旋转涡旋部件4构成，两部件啮合，形成多个压缩室5。即，固定涡旋部件2是将涡卷状的固定卷体部2a(下称卷体部2a)从固定镜板2b(下称镜板2b)上立起而构成，旋转涡旋部件4是将涡卷状的旋转卷体部4a(下称卷体部4a)从旋转镜板4b(下称镜板4b)上立起而构成。压缩室5是在镜板2b和镜板4b之间由卷体部2a和卷体部4a啮合而形成。

旋转涡旋部件4被自转限制机构22限制其自转，沿圆轨道旋转。压缩室5通过该旋转涡旋部件4的旋转动作，一面改变容积一面移动。另外，构成为通过对旋转涡旋部件4的外周部以及卷体部的背面施加规定的背压，使旋转涡旋部件4不会离开固定涡旋部件2而翻倒。

另外，电动机构部由固定在密封容器20的内侧的定子25和可自由旋转地支撑在定子25的内侧的转子26构成。并且，轴13嵌装在转子26上，该轴13是通过轴承部件7和保持在辅助轴承部件27上的滚珠轴承28支撑的结构。

这样，通过吸入管1吸入的制冷剂经固定涡旋部件2的吸入空间3，被封入通过固定涡旋部件2和旋转涡旋部件4啮合而形成的压缩室5中，朝向固定涡旋部件2的中心，一面减小容积，一面被压缩，通过排出口6被排出到压缩容器20内的上部空间32中。另外，覆盖排出口6的消音器14的内部是上部空间32的一部分。

另外，由固定涡旋部件2和轴承部件7包围而形成的背压室8必需总是有仅仅使旋转涡旋部件4不与固定涡旋部件2分离的背压。背压调整机构9是将旋转涡旋部件4的背压总是保持在一定的机构，构成为在从背压室8通过固定涡旋部件2的内部与吸入空间3连通的连通路10上，设置阀11。

若背压室8的压力比设定压力高，则阀11打开，背压室8的润滑油向吸入空间3供给，将背压室内维持在一定的中间压。在旋转涡旋部件4的背面被施加上述的中间压，抑制在运转中翻倒。供给到吸入空间3的润滑油随着旋转涡旋部件4的旋转运动，向压缩室5移动，起到防止压缩室5间的制冷剂泄露的作用。

另外，存留在储油容器29中的润滑油通过形成于轴13的内部的通路23，通过机油泵31被导入轴13的上端部。被导入到轴13的上端部的润滑油润滑轴13和旋转涡旋4之间的滑动面33以及轴13和轴承部件7之间的滑动面34。另外，润滑油的一部分通过设置在旋转涡旋部件4的内部的连通路24，在由安装在该连通路24上的节流部12减压后，供给到背压室8。当背压室8的压力高于设定压，阀11打开时，留存在背压室8的润滑油被向吸入空间3或压缩室5供给，作为啮合滑动面的润滑以及密封机油发挥作用。

再有，参照图2所示的压缩机构部的放大剖视图以及图3所示的概略剖视图，说明有关本实施例的涡旋式压缩机的构成及其动作。

在图2所示的压缩机构部中，固定涡旋部件2的镜板2a的齿底和旋转涡旋部件4的卷体部4a的齿尖之间的推力方向的第一间隙15为了从外周侧向内周侧逐渐增大，是改变旋转涡旋部件4的卷体部4a的高度而形成。另外，旋转涡旋部件4的镜板4b的齿底和固定涡旋部件2的卷体部2a的齿尖之间的推力方向的第二间隙16为了从外周侧向内周侧逐渐增大，是改变旋转涡旋部件4的镜板4b的厚度而形成。

例如，在图3所示的压缩机构部的概略剖视图中，使旋转涡旋部件4的卷体部4a的高度(以图3所示的齿底面4c为基准的卷体部4a的高度尺寸H)从H1开始，按照H2、H3、H4的顺序，从外周侧向内周侧阶段地减少变化，形成第一间隙15。另外，使旋转涡旋部件4的镜板4b的厚度(以图3所示的内面4d为基准的镜板4b的厚度尺寸t)从t1开始，按照t2、t3的顺序，通过使齿底面4c凹陷，从外周侧向内周侧阶段地减少变化，形成第二间隙16。

这样，第一间隙15形成得比第二间隙16大。另外，在图3所示的固定涡旋部件2中，卷体部2a的高度尺寸H0以及镜板2b的厚度尺寸t0构成为一定。

在上述构成的涡旋式压缩机运转时，压缩室5的压力从吸入压力上升到排出压力，在位于隔着固定涡旋部件2的镜板2a的压缩室5的相反侧的上部空间32中，存在排出压力的制冷剂气体。因此，因为利用推力面保持外周，所以通过压缩空间侧和上部空间32侧的压力差，固定涡旋部件2以凸形状向压缩空间的方向歪斜。另外，因为由于压缩作用，在形成于固定涡旋部件2和旋转涡旋部件4之间的压缩室5内产生压缩热，所以由于该热，各卷体部2a、4a成为高温。这样，各压缩室5内的压力因为从最外周侧的压缩室5向中心侧的压缩室5压力依次升高，所以在各卷体部2a、4a上产生朝向中心部的温度梯度。即，中心侧(最内周侧)的压缩室5比最外周侧的压缩室5温度高。由于该温度上升，各卷体部2a、4a热膨胀，特别是位于成为高温的中心侧的各卷体部2a、4a很大地热膨胀。

根据本实施例的涡旋式压缩机，因为相对于第二间隙16较大地形成第一间隙15，所以即使固定涡旋部件2受到上述的压力变形，比起镜板2b的齿底与卷体部4a的齿尖的接触，镜板4b的齿底与卷体部2a的齿尖以及外周的推力面先接触。

即，因为对于在高负荷运转等的情况下产生的过大的推力，比第二间隙16大的第一间隙15吸收因该推力而产生的变形的量，所以可以将固定涡旋部件2的卷体部2a的齿尖和旋转涡旋部件4的镜板4b的齿底的接触压力保持为均等。因此，不会产生粘连和异常磨损。另外，因为第一间隙15相对于第二间隙16较大地形成，所以即使受到热膨胀的影响，也可以较低地保持各卷体部2a、4a的齿尖的接触面压。因此，不会产生粘连和异常磨损，可以提供确保了高可靠性的涡旋式压缩机。

另外，上述第一实施例的构成是改变卷体部4a的高度，形成第一间隙15的形状，同时改变镜板4b的厚度，形成第二间隙16的形状，这样，就使卷体部4a的高度尺寸的减少程度比镜板4b的厚度尺寸的减少程度大，但是也可以是下述那样的各结构。

例如，也可以是为了使第一间隙15从外周侧向内周侧逐渐增大，而改变旋转涡旋部件4的卷体部4a的高度而形成，同时，为了使第二间隙16从外周侧向内周侧逐渐增大，而改变固定涡旋部件2的卷体部2a的高度而形成。另外，在本构成的情况下，镜板2b的厚度尺寸以及镜板4b的厚度尺寸构成为一定。

另外，也可以是为了使第一间隙15从外周侧向内周侧逐渐增大，而改变固定涡旋部件2的镜板2b的厚度而形成，同时，为了使第二间隙16从外周侧向内周侧逐渐增大，而改变旋转涡旋部件2的镜板2b的厚度而形成。另外，在本构成的情况下，卷体部2a的高度尺寸以及卷体部4a的高度尺寸构成为一定。

再有，也可以是为了使第一间隙15从外周侧向内周侧逐渐增大，而改变固定涡旋部件2的镜板2b的厚度而形成，同时，为了使第二间隙16从外周侧向内周侧逐渐增大，而改变固定涡旋部件2的卷体部2a的高度而形成。另外，在本构成的情况下，卷体部4a的高度尺寸以及镜板4b的厚度尺寸构成为一定。

(实施例2)

接着，就基于本发明的第二实施例的涡旋式压缩机进行说明。本第二实施例的涡旋式压缩机与第一实施例的构成相比，其不同之处在于，为了作为制冷剂而可以使用二氧化碳，设定旋转涡旋部件的卷体部高度和镜板厚度的构成不同，由于其他的构成与第一实施例相同，所以使用第一实施例的附图进行说明。

即，在作为制冷剂使用二氧化碳的情况下，压缩机的运转压力与使用以往的氟利昂制冷剂的情况相比非常高，即使是在稳定运转时，排出压力也上升到10MPa程度，吸入压力上升到4MPa程度。此时，在旋转涡旋部件4的镜板4b的压缩室5侧和背压室8侧产生很大的压差。

在这里，在使图3所示的旋转涡旋部件4的镜板4b的厚度t相对于卷体部4a的高度H，超过3.0倍厚的情况下，相对于使旋转涡旋部件4歪斜的力(上述的压差)，可以确保充分的刚性，使旋转涡旋部件4不会变形。但是，若完全不变形，则固定涡旋部件2的齿尖和旋转涡旋部件4的齿底不均匀地接触，存在引起粘连和异常磨损的情况。

因此，在本实施例的涡旋式压缩机中，将旋转涡旋部件4的镜板4b的厚度t构成为相对于卷体部4a的高度H，为大于等于1.0倍，小于等于3.0倍的厚度。在该情况下，通过上述的压力差，旋转涡旋部件4柔软地变形。

换言之，相对于使用二氧化碳制冷剂情况下的压差，旋转涡旋部件4适度地变形，通过第一间隙15和第二间隙16，更均等地保持固定涡旋部件2的齿尖和旋转涡旋部件4的齿底的接触压力，不会产生粘连和异常磨损，可以提供确保了高可靠性的涡旋式压缩机。

另外，在作为制冷剂使用HFC类或者HCFC类的制冷剂的情况下，是将旋转涡旋部件4的镜板4b的厚度t构成为相对于卷体部4a的高度H，为大于等于0.3倍，小于等于1.0倍的厚度。在该情况下，相对于与HFC类或者HCFC类的制冷剂相应而产生的压力差，旋转涡旋部件4柔软地变形。因此，通过第一间隙15和第二间隙16，更均等地保持固定涡旋部件2的齿尖和旋转涡旋部件4的齿底的接触压力，不会产生粘连和异常磨损，可以提供确保了高可靠性的涡旋式压缩机。

另外，在作为制冷剂使用HC类的制冷剂的情况下，是将旋转涡旋部件4的镜板4b的厚度t构成为相对于卷体部4a的高度H，为大于等于0.2倍，小于等于0.6倍的厚度。在该情况下，也是相对于与HC类的制冷剂相应的压力差，旋转涡旋部件4柔软地变形，通过第一间隙15和第二间隙16，更均等地保持固定涡旋部件2的齿尖和旋转涡旋部件4的齿底的接触压力，不会产生粘连和异常磨损，可以提供确保了高可靠性的涡旋式压缩机。

另外，在上述实施例中，对固定涡旋部件2以及旋转涡旋部件4的材质省略了说明，例如，作为固定涡旋部件2使用Fe类材料，作为旋转涡旋部件4使用Al类材料，在由热膨胀系数不同的不同金属构成的情况下，可以得到更显著的效果。

(实施例3)

接着，对基于本发明的第三实施例的涡旋式压缩机进行说明。图4是表示基于本发明的第三实施例的涡旋式压缩机的纵剖视图，图5是图4所示的涡旋式压缩机的压缩机构部的主要部分剖视图，图6是图4所示的涡旋式压缩机的旋转涡旋部件的俯视图，图7是图4所示的涡旋式压缩机的旋转涡旋部件的侧视剖视图，图8是表示图4所示的涡旋式压缩机的旋转涡旋部件的旋转卷体部的高度比例的图表。另外，对于与图17所示的以往的涡旋式压缩机功能相同的构成，标注相同的符号，还有从下述的第四实施例至第十实施例也同样。

本实施例的涡旋式压缩机是在密封容器20内具有压缩机构部和电动机构部。压缩机构部配置在密封容器20内的上方，电动机构部配置在压缩机构部的下方。在密封容器20的上部设置吸入管1和排出管21。在密封容器20内的下部具有存留润滑油的储油容器29。

压缩机构部由固定涡旋部件2和旋转涡旋部件4构成，两部件啮合，形成多个压缩室5。即，固定涡旋部件2是将涡卷状的卷体部2a从镜板2b上立起而构成，旋转涡旋部件4是将涡卷状的卷体部4a从镜板4b上立起而构成。压缩室5是在镜板2b和镜板4b之间，由卷体部2a和卷体部4a啮合而形成。

旋转涡旋部件4被自转限制机构22限制其自转，沿圆轨道旋转。压缩室5通过该旋转涡旋部件4的旋转动作，一面改变容积一面移动。

在旋转涡旋部件4的内面4d上设置背压室8。在该背压室8内，在设置于轴承部件7上的圆环槽上配置滑动隔环17，通过该滑动隔环14将背压室8一分为二。使高压的排出压力作用在由滑动隔环17分割的一方的内侧区域8b上。另外，使从吸入压力至排出压力之间的规定的中间压力作用在另一方的外侧区域8a上。旋转涡旋部件4被这些背压室8的压力施加推力，被稳定地推压到固定涡旋2上，降低泄漏，同时稳定地进行圆轨道运动。

本实施例的涡旋式压缩机是由铁类金属材料形成固定涡旋部件2，由铝类金属材料形成旋转涡旋部件4，对旋转涡旋部件4进行表面处理，形成硬化层。作为表面处理，进行氧化铝膜处理、PVD处理、镀镍磷处理中的任意一种。

另外，旋转涡旋部件4在经表面处理后，进行研磨处理、抛光处理或者滚磨处理。由于研磨处理、抛光处理或者滚磨处理，通过减小基于表面处理的粗糙度，降低摩擦阻力，提高旋转涡旋部件4的滑动面的可靠性，同时谋求通过降低滑动损失带来的性能提高，特别是可以谋求从初期运转时开始的高效率化。

根据上述构成，在作为制冷剂使用二氧化碳的情况下，压缩机的排出压力高达将氟利昂作为制冷剂的以往的冷冻循环的高压侧压力的约7-10倍以上，若付与仅使旋转涡旋部件4不会离开固定涡旋部件2的背压，则旋转涡旋部件4被强力地推压在固定涡旋部件2上，但是通过由实施在旋转涡旋部件4上的表面处理而产生的硬化层，可以不产生烧结，得到可靠性高的涡旋式压缩机。另外，在成为大容量多制冷剂的系统中，虽然在起动和除霜等的瞬态运转时，产生向涡旋式压缩机的剧烈地液体返回，由于该液体返回，润滑油被液体制冷剂冲洗，润滑状态变得苛刻，但是通过因该表面处理而产生的硬化层，不会造成烧结，使高速运转成为可能。

另外，在常温状态下，为了使固定涡旋部件2的镜板2b的齿底和旋转涡旋部件4的卷体部4a的齿尖之间的推力方向的第一间隙15从外周侧A向内周侧B增加，而在卷体部4a的齿尖设置倾斜。

使用图8，对该卷体部4a的齿尖的倾斜比率进行说明。

图8是表示在高负荷运转后的旋转涡旋部件4的卷体部4a的齿尖高度的图。另外，在图8中，是用将外周侧A的卷体部4a的高度作为100的情况下的、在各个位置上的卷体部4a的高度的比来表示。

旋转涡旋部件4由于在压缩过程中产生的压缩热，随着成为中心部而成为高温，因热膨胀而变形，同时，因高压差而变形。因此，为了不使旋转涡旋4的卷体部4a的齿尖与固定涡旋2的镜板2b的齿底相接触，而在卷体部4a的齿尖设置内周侧为最小高度的倾斜。另外，若使卷体部4a的最小齿尖高度小于等于最大齿尖高度的99.6％，则从齿尖的泄漏增大，使性能降低。因此，最好是使内周侧的卷体部4a的最小齿尖高度为大于等于在外周侧的卷体部4a的最大齿尖高度的99.6％，但不足100％。

(实施例4)

接着，就基于本发明的第四实施例的涡旋式压缩机进行说明。图9是表示基于本发明的第四实施例的涡旋式压缩机的主要部分剖视图。另外，在本实施例的涡旋式压缩机中，除旋转涡旋部件4的镜板4b的齿底以外，由于与上述第三实施例为相同的构成，所以省略其说明。

在本实施例中，为了使旋转涡旋部件4的镜板4b的齿底和固定涡旋部件2的卷体部2a的齿尖之间的推力方向的第二间隙16从外周侧向内周侧增加，而在旋转涡旋部件4的镜板4b的齿底上设置倾斜。根据该构成，在作为制冷剂而使用二氧化碳时的高压差运转下，通过固定涡旋部件2的压力应变和温度应变，来防止卷体部2a的齿尖与旋转涡旋4的镜板4b的齿底局部地接触，由于是承受均等的面压而构成，所以可以谋求高可靠性。

另外，在上述实施例中，利用各个实施例，说明了在卷体部4a的齿尖上设置倾斜的情况，和在镜板4b的齿底设置倾斜的情况，但也可以在卷体部4a的齿尖和镜板4b的齿底都设置倾斜。

(实施例5)

接着，就基于本发明的第五实施例的涡旋式压缩机进行说明。图10是表示基于本发明的第五实施例的涡旋式压缩机的主要部分剖视图。

在本实施例的涡旋式压缩机中，是不在卷体部4a的齿尖以及镜板4b的齿底设置倾斜，而是对旋转涡旋4的卷体部4a的齿尖以外进行表面处理的构成。除该构成以外，由于均与实施例3的构成相同，所以省略其说明。

根据本实施例，即使是在产生由于在压缩过程中的中心部的压缩热而造成热膨胀或高压差所引起的压力变形的情况下，也因为没有对卷体部4a的齿尖进行具有硬化层的表面处理，所以不会产生烧结。即，通过规定时间的运转，以使固定涡旋部件2的卷体部2a的齿尖和固定涡旋部件2的镜板2b的齿底之间的推力方向间隙吻合的方式，旋转涡旋部件4的卷体部4a由于磨损而被调整，所以不需要预先对旋转涡旋部件4的卷体部4a的齿尖进行使其倾斜的加工，由于可以使压缩机的性能提高和可靠性并存，所以可以谋求低成本化。

另外，替代上述在卷体部4a的齿尖设置倾斜，在镜板2b的齿底设置倾斜，当然也可以得到相同的效果。

另外，替代在镜板4b的齿底设置倾斜，在卷体部2a的齿尖设置倾斜，当然也可以得到相同的效果。

(实施例6)

接着，就基于本发明的第六实施例的涡旋式压缩机进行说明。图11是表示基于本发明的第六实施例的涡旋式压缩机的主要部分剖视图，图12是图11所示的涡旋式压缩机的旋转涡旋部件的俯视图。另外，本实施例的涡旋式压缩机的构成由于与上述的第三实施例为大致相同的构成，所以仅就各涡旋部件的主要部分进行说明，而省略其他的说明。这样，对从以下的第七到第十实施例的构成也是同样。

如图所示，为了在常温状态下使旋转涡旋部件4的镜板4b的齿底和固定涡旋部件2的卷体部2a的齿尖之间的推力方向的第二间隙16从外周侧向内周侧增加，而在旋转涡旋部件4的镜板4b的齿底上设置倾斜。另外，在图12的斜线部所示的偏心轴承36的壳体部37中，在旋转涡旋部件4的镜板4b的齿底设置平坦部38。

对于该倾斜的一个例子，更加详细地进行说明。图13是表示在图11所示的涡旋式压缩机中的高负荷运转后的旋转涡旋部件的齿底形状的图表。旋转涡旋部件4的镜板4b的齿底因为通过向镜板背面部施加高压而被推压在固定涡旋部件上，由于产生了压力变形，所以成为了图那样的形状。特别是在旋转涡旋部件4的偏心轴承36的壳体部37中，因为镜板厚度最薄，所以由于压力变形，形成图那样的具有最小镜板厚度的平坦部38。

因此，旋转涡旋部件4的镜板4b的齿底和固定涡旋部件2的卷体部2a的齿尖设置成与图相同的形状，以便承受均等的面压。

根据上述构成，在旋转涡旋部件4的镜板4b的厚度小的偏心轴承36的壳体部37中，即使是在产生因排出压力和吸入压力的压差而造成的压力变形的情况下，也因为旋转涡旋部件4的镜板4b的齿底和固定涡旋部件2的卷体部2a的齿尖不是不全面接触，而是均等地接触，所以可以实现高可靠性以及从初期运转时开始的高效率。

(实施例7)

接着，就基于本发明的第七实施例的涡旋式压缩机进行说明。图14是表示基于本发明的第七实施例的涡旋式压缩机的主要部分剖视图。

如图14所示，在固定涡旋部件2的卷体部2a的齿尖上，以卷体高度从外周侧向内周侧减少的方式设置倾斜，并且在与旋转涡旋部件4的偏心轴承36的壳体部37相对的范围内，通过设置固定涡旋部件2的卷体部2a的齿尖的高度为最小高度尺寸的平坦部38，当然也能够有同样的效果。

(实施例8)

接着，就基于本发明的第八实施例的涡旋式压缩机进行说明。图15是表示基于本发明的第八实施例的涡旋式压缩机的主要部分剖视图。

如图所示，为了在常温状态下使旋转涡旋部件4的卷体部4a的齿尖和固定涡旋部件2的镜板2b的齿底之间的推力方向的第一间隙15从外周侧向内周侧增加，而在旋转涡旋部件4的卷体部4a的齿尖上设置倾斜。

在压缩过程中，因为通过在中心部产生压缩热而成为高温，所以旋转涡旋部件4的卷体部4a的齿尖随着成为中心部而因热膨胀升高，但是为了使推力方向的第一间隙15从外周侧向内周侧增加，由于在旋转涡旋部件4的卷体部4a的齿尖设置了倾斜，所以不会与固定涡旋部件2的镜板2b的齿底接触，就可以实现可靠性以及从初期运转时开始的高效率。

(实施例9)

接着，就基于本发明的第九实施例的涡旋式压缩机进行说明。图16是表示基于本发明的第九实施例的涡旋式压缩机的主要部分剖视图。

如图16所示，为了使旋转涡旋部件4的卷体部4a的齿尖和固定涡旋部件2的镜板2b的齿底之间的推力方向的第一间隙15从外周侧向内周侧增加，通过在固定涡旋部件2的镜板2b的齿底设置倾斜，当然也能有同样的效果。

(实施例10)

接着，就基于本发明的第十实施例的涡旋式压缩机(未图示出)进行说明。

在本实施例的涡旋式压缩机中，固定涡旋部件2是由铁类材料形成的，旋转涡旋部件4是在铝类材料上进行表面处理，在其表面上形成硬化层。作为该表面处理，实施氧化铝膜处理、PVD处理、镀镍磷处理等。

根据上述构成，压缩机的排出压力高，若付与仅仅使旋转涡旋部件4不会离开固定涡旋部件2的背压，则旋转涡旋部件4被强力地推压在固定涡旋部件2上，但是通过对旋转涡旋部件4进行的表面处理所形成的硬化层，就可以得到不会烧结，可靠性高的涡旋式压缩机。另外，在成为大容量多制冷剂的系统中，虽然在起动或除霜等的瞬态运转时，产生向涡旋式压缩机的剧烈地液体返还，由于该液体返还，润滑油被液体制冷剂冲洗，润滑状态变得苛刻，但是通过该表面处理形成的硬化层，就不会烧结，使高速运转成为可能。

另外，在制冷剂为高压制冷剂，例如二氧化碳的情况下，压缩机的排出压力比将氟利昂作为制冷剂的以往的冷冻循环的高压侧的压力高约7-10倍以上，但是在本发明中，考虑到了旋转涡旋部件4以及固定涡旋部件2的温度应变以及压力变形，由于不是局部地接触，而是受到均匀的面压，所以可以实现高可靠性以及从运转初期开始的高效率的涡旋式压缩机。

发明的效果

本发明是将固定镜板的齿底与旋转卷体部的齿尖之间的推力方向的第一间隙和旋转镜板的齿底与固定卷体部的齿尖之间的推力方向的第二间隙形成为从外周侧向内周侧逐渐增大的形状，并且将第一间隙形成为大于第二间隙。根据本发明，因为第一间隙以及第二间隙从外周侧向内周侧逐渐增大，所以可以较低地确保因热膨胀变形而造成的各卷体部的接触面压，同时即使由于排出压力，固定涡旋部件向下变形为凸形状，也因为比第二间隙大的第一间隙吸收该压力变形的量，所以可以均等地保持固定涡旋部件的齿尖和旋转涡旋部件的齿底的接触压力。因此，不会产生粘连或异常磨损，可以提供确保了高可靠性的涡旋式压缩机。

另外，本发明是改变旋转卷体部的高度形成第一间隙，改变旋转镜板的厚度形成第二间隙。根据本发明，使第一间隙以及第二间隙成为从外周侧向内周侧逐渐增大的形状，并且使第一间隙比第二间隙大，就使简单·低成本成为可能。据此，消除了因热变形或压力变形而造成的粘连等，可以提供具有高可靠性的涡旋式压缩机。

另外，本发明是改变旋转卷体部的高度形成第一间隙，改变固定卷体部的高度形成第二间隙。根据本发明，使第一间隙以及第二间隙成为从外周侧向内周侧逐渐增大的形状，并且使第一间隙比第二间隙大，就使简单·低成本成为可能。据此，消除了因热变形或压力变形而造成的粘连等，可以提供具有高可靠性的涡旋式压缩机。

另外，本发明是改变固定镜板的厚度形成第一间隙，改变旋转镜板的厚度形成第二间隙。根据本发明，使第一间隙以及第二间隙成为从外周侧向内周侧逐渐增大的形状，并且使第一间隙比第二间隙大，就使简单·低成本成为可能。据此，消除了因热变形或压力变形而造成的粘连等，可以提供具有高可靠性的涡旋式压缩机。

另外，本发明是改变固定镜板的厚度形成第一间隙，改变固定卷体部的高度形成第二间隙。根据本发明，使第一间隙以及第二间隙成为从外周侧向内周侧逐渐增大的形状，并且使第一间隙比第二间隙大，就使简单·低成本成为可能。据此，消除了因热变形或压力变形而造成的粘连等，可以提供具有高可靠性的涡旋式压缩机。

另外，本发明是作为制冷剂使用二氧化碳，使旋转镜板的厚度小于旋转卷体部的高度的3.0倍。根据本发明，相对于使用二氧化碳制冷剂的情况下的排出压和吸入压的压差，通过使镜板的厚度和卷体部的高度成为了恰当的关系的旋转涡旋部件柔软地变形，更均等地确保了固定涡旋部件的齿尖和旋转涡旋部件的齿底的接触压力，从而不会产生粘连或异常磨损，可以提供确保了高可靠性的涡旋式压缩机。

另外，本发明是作为制冷剂使用HFC类或者HCFC类制冷剂，使旋转镜板的厚度小于旋转卷体部的高度的1.0倍。根据本发明，相对于使用HFC类或者HCFC类制冷剂的情况下的排出压和吸入压的压差，通过使镜板的厚度和卷体部的高度成为了恰当的关系的旋转涡旋部件柔软地变形，更均等地确保了固定涡旋部件的齿尖和旋转涡旋部件的齿底的接触压力，从而不会产生粘连或异常磨损，可以提供确保了高可靠性的涡旋式压缩机。

另外，本发明是作为制冷剂使用HC类制冷剂，使旋转镜板的厚度小于旋转卷体部的高度的0.6倍。根据本发明，相对于使用HC类制冷剂的情况下的排出压和吸入压的压差，通过使镜板的厚度和卷体部的高度成为了恰当的关系的旋转涡旋部件柔软地变形，更均等地确保了固定涡旋部件的齿尖和旋转涡旋部件的齿底的接触压力，从而不会产生粘连或异常磨损，可以提供确保了高可靠性的涡旋式压缩机。

另外，本发明是用铁类金属材料形成固定涡旋部件，用铝类金属材料形成旋转涡旋部件，对旋转涡旋部件进行表面处理，为使固定镜板的齿底和旋转卷体部的齿尖之间的推力方向的第一间隙从外周侧向内周侧增加，使旋转卷体部的齿尖倾斜，据此，在作为制冷剂使用二氧化碳的高压差运转中，即使旋转镜板的齿底被强力地推压在固定卷体部的齿尖上，也可以通过具有硬化层的表面处理抑制异常磨损，不产生烧结地进行运转。

另外，根据本发明，即使是在成为大容量多制冷剂的系统中的、液体制冷剂的返回剧烈地瞬态运转时，也可以不会产生因清洗性高的二氧化碳液体制冷剂造成的、在旋转涡旋部件的推力面上的润滑油切断或因发生温度上升造成的烧结而进行运转。另外，因为旋转涡旋部件是用铝类材料形成的，所以可以减小高速运转时的驱动部的离心力，并且可以耐久性优异，可以减少滑动损失。

再有，根据本发明，为了使固定镜板的齿底和旋转卷体部的齿尖之间的推力方向的第一间隙从外周侧向内周侧增加，通过使旋转涡旋的卷体部的齿尖倾斜，即使对于在压缩过程中在中心部产生的高温的压缩热，也可以防止在旋转涡旋部件的卷体部的中心部的齿尖的接触。

另外，本发明是使内周侧的旋转卷体部的最小高度为大于等于外周侧的旋转卷体部的最大高度的99.6％，但不足100％，据此，可以一面减少从各卷体部的齿尖面的泄漏损失，一面防止各卷体部的齿尖面的粘连等，将从齿尖开始的泄漏抑制在最小限度，可以同时提高压缩机的性能和确保可靠性。

另外，本发明是作为制冷剂使用二氧化碳，用铁类金属材料形成固定涡旋部件，用铝类金属材料形成旋转涡旋部件，对旋转卷体部的齿尖以外进行表面处理，据此，即使对于在压缩过程中在中心部产生的高温的压缩热，也可以防止在旋转涡旋部件的卷体部的中心部的齿尖的接触。即，即使假设在卷体部的中心部的齿尖接触的情况下，也因为没有对旋转卷体部的齿尖进行表面处理，在运转中不会烧结而调整固定涡旋部件的齿尖和固定镜板的齿底之间的推力方向的间隙，所以不需要加工，就可以使压缩机的性能的提高和可靠性并存，所以可以谋求低成本化。

另外，本发明是为使旋转镜板的齿底和固定卷体部的齿尖之间的推力方向的第二间隙从外周侧向内周侧增加，而使旋转镜板的齿底倾斜，据此，在作为制冷剂使用二氧化碳的高压差运转下，固定涡旋部件通过压力应变或温度应变，防止固定涡旋部件的卷体部的齿尖接触到旋转镜板的齿底，可以谋求高可靠性。

另外，本发明是作为表面处理，进行氧化铝膜处理、PVD处理以及镀镍磷处理中的任意一种，据此，即使是在二氧化碳制冷剂的高压差下，因滑动产生的具有硬化层的覆膜的磨损减少，即使长时间使用仍然残存有表面处理覆膜，不会烧结，可以谋求高可靠性。

另外，本发明是对进行过表面处理的部分，进行研磨处理、抛光处理或者滚磨处理，据此，通过减小表面处理造成的粗糙度，可以谋求利用降低滑动损失带来的性能提高，特别是可以谋求从初期运转时开始的高效率化。

另外，本发明是在涡旋式压缩机中，通过使旋转涡旋以及固定涡旋的形状为最恰当化，就可以使旋转涡旋的齿底和固定涡旋的齿尖均匀地接触，实现高可靠性以及从初期运转时开始的高效率。

产业上利用的可能性

根据本发明，特别是在将二氧化碳作为制冷剂而使用的情况下，可以提供一种具有高效率以及高可靠性的涡旋式压缩机。这样，基于本发明的涡旋式压缩机可以作为家庭用、业务用的冷冻空调用的密闭型压缩机来利用。另外，动作流体并不仅限于制冷剂，也可以适用于空气涡旋式压缩机、真空泵、无油压缩机、涡旋型膨胀机等的涡旋流体机械的用途。

Claims (7)

1.一种涡旋式压缩机，使从镜板上立起有涡卷状的卷体部的固定涡旋部件以及旋转涡旋部件啮合，在双方之间形成压缩室，在使旋转涡旋部件在通过自转限制机构进行自转限制的基础上沿圆轨道旋转时，压缩室一面改变容积一面移动，据此，进行吸入、压缩、排出，其特征在于，

为使上述旋转涡旋部件的齿底和上述固定涡旋部件的齿尖之间的推力方向的第二间隙从外周侧向内周侧增加，而设置倾斜，并且，为了使该第二间隙在至少相当于上述旋转涡旋部件的偏心轴承的壳体部的范围内均等且为最大，而形成上述旋转涡旋的齿底以及上述固定涡旋的齿尖。

2.如权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征在于，为了使上述第二间隙从外周侧向内周侧增加，上述旋转涡旋的齿底相对于固定涡旋形成从外周侧向内周侧的成为凹陷的倾斜面，并且，在至少相当于上述旋转涡旋部件的偏心轴承的壳体部的上述旋转涡旋的齿底，设置成为最大凹部的平坦部。

3.如权利要求1中所述的涡旋式压缩机，其特征在于，在上述固定涡旋部件的齿尖，以卷体高度从外周侧向内周侧减小的方式设置倾斜面，并且，设置上述固定涡旋的卷体部的高度为最小高度尺寸的平坦部，上述固定涡旋的卷体部与至少相当于上述旋转涡旋部件的偏心轴承的壳体部的上述旋转涡旋的齿底相对。

4.如权利要求1至3中任一项所述的涡旋式压缩机，其特征在于，为使上述旋转涡旋部件的齿尖和上述固定涡旋部件的齿底之间的推力方向的第一间隙从外周侧向内周侧增加，在上述旋转涡旋部件的齿尖上设置倾斜。

5.如权利要求1至3中任一项所述的涡旋式压缩机，其特征在于，为使上述旋转涡旋部件的齿尖和上述固定涡旋部件的齿底之间的推力方向的第一间隙从外周侧向内周侧增加，在上述固定涡旋部件的齿底上设置倾斜。

6.如权利要求1至4中任一项所述的涡旋式压缩机，其特征在于，对上述旋转涡旋部件，作为表面处理，进行氧化铝膜处理、PVD处理以及镀镍磷处理中的任意一种。

7.如权利要求1至5中任一项所述的涡旋式压缩机，其特征在于，制冷剂是高压制冷剂，例如是二氧化碳。

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